FR2802293A1 - APPARATUS AND METHOD FOR SEPARATION BY CRYOGENIC DISTILLATION - Google Patents

APPARATUS AND METHOD FOR SEPARATION BY CRYOGENIC DISTILLATION Download PDF

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Abstract

The invention relates to a separation device which does not produce ultra-pure products. At least one distillation column which has a diameter of at least 4 m and/or is configured for operation at a pressure above 4.5 bar, consists of non-oxidizing steel or steel containing 9 to 10 % by weight nickel. The separation device can be an air separation device.

Description

La présente invention est relative à un appareil et procédé de séparation par distillation cryogénique. The present invention relates to an apparatus and method for separation by cryogenic distillation.

La distillation cryogénique s'effectue principalement dans des colonnes en aluminium ou en acier, en particulier en acier contenant du nickel ou du chrome nickel (Tieftemperaturtechnik, pages 480 et 482.) II est également connu de J03204582 de construire des colonnes de séparation d'air en acier inoxydable pour éviter la contamination de produits ultra- purs. Cryogenic distillation is mainly carried out in aluminum or steel columns, in particular in steel containing nickel or chromium nickel (Tieftemperaturtechnik, pages 480 and 482.) It is also known from J03204582 to construct separation columns for stainless steel air to avoid contamination of ultra-pure products.

II est nécessaire de produire des quantités toujours plus importantes de fluide de l'air tel que l'oxygène et des projets de d'oxygène à pression élevée sont envisagés dans un futur proche. It is necessary to produce ever greater quantities of air fluid such as oxygen and projects of oxygen at high pressure are envisaged in the near future.

Dans le cas de l'aluminium, les épaisseurs des colonnes deviennent très importantes, ce qui impose des contraintes de fabrication et de contrôle extrêmement pénalisantes. Pour une colonne de 6 mètres de diamètre, sous une pression de service de 15 bars, avec de l'aluminium l'épaisseur de la virole de la colonne est d'environ 66mm.En utilisant de l'acier inoxydable, il devient possible de réduire cette épaisseur à 40mm. In the case of aluminum, the thicknesses of the columns become very large, which imposes extremely penalizing manufacturing and control constraints. For a column of 6 meters in diameter, under an operating pressure of 15 bars, with aluminum the thickness of the column ferrule is approximately 66mm. By using stainless steel, it becomes possible to reduce this thickness to 40mm.

Les pressions dont il est question dans ce document sont des pressions absolues. The pressures discussed in this document are absolute pressures.

Selon un objet de l'invention, il est prévu un appareil de distillation cryogénique comprenant au moins deux colonnes dont au moins une première colonne qui est celle ou une de celles conçue(s) pour opérer à la pression la plus élevée a une virole en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel, des moyens pour envoyer un mélange à séparer à une des colonnes, éventuellement la première colonne, et des moyens pour soutirer des fluides, enrichis en une composante du mélange, d'une des colonnes caractérisé en ce que la première colonne est conçue pour supporter des pressions supérieures à 4,5 bar et/ou en ce que le diamètre de la colonne est supérieur à 4 mètres. According to an object of the invention, there is provided a cryogenic distillation apparatus comprising at least two columns including at least one first column which is that or one of those designed to operate at the highest pressure has a ferrule stainless steel or steel containing between 8 and 10% nickel, means for sending a mixture to be separated to one of the columns, possibly the first column, and means for withdrawing fluids, enriched in a component of the mixture, of a columns characterized in that the first column is designed to withstand pressures greater than 4.5 bar and / or in that the diameter of the column is greater than 4 meters.

De préférence la (les) colonne(s) conçue(s) pour opérer à la pression la plus basse contient moins de 80 plateaux théoriques. Preferably the column (s) designed to operate at the lowest pressure contains less than 80 theoretical plates.

Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un appareil de distillation cryogénique comprenant une seule colonne ayant une virole en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel, des moyens pour envoyer un mélange à la colonne et des moyens pour soutirer des fluides enrichis en une composante du mélange de la colonne caractérisé en ce que la colonne est conçue pour supporter des pressions supérieures à 4,5 bar et/ou en ce que le diamètre de la colonne est supérieur à 4 mètres. According to another object of the invention, there is provided a cryogenic distillation apparatus comprising a single column having a ferrule made of stainless steel or steel containing between 8 and 10% of nickel, means for sending a mixture to the column and means for withdrawing fluids enriched in a component of the column mixture characterized in that the column is designed to withstand pressures greater than 4.5 bar and / or in that the diameter of the column is greater than 4 meters.

De préférence la simple colonne contient moins de 80 plateaux théoriques. Preferably the simple column contains less than 80 theoretical plates.

Selon d'autres aspects facultatifs des appareils mentionnés ci-dessus - la colonne conçue pour opérer à la pression la plus basse contient moins de 60 plateaux théoriques, éventuellement moins de 50 plateaux théoriques ou moins de 40 plateaux théoriques. According to other optional aspects of the apparatus mentioned above - the column designed to operate at the lowest pressure contains less than 60 theoretical plates, possibly less than 50 theoretical plates or less than 40 theoretical plates.

- -l'appareil comprend au moins une autre colonne avec une virole en aluminium ou en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel. - le diamètre d'une des colonnes ayant une virole en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel est supérieur à 5 m, éventuellement à 6m. - the device comprises at least one other column with an aluminum or stainless steel or steel ferrule containing between 8 and 10% of nickel. - the diameter of one of the columns having a stainless steel or steel ferrule containing between 8 and 10% of nickel is greater than 5 m, possibly 6 m.

Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un procédé de distillation cryogénique dans un appareil de séparation comprenant au moins une colonne dont au moins la colonne opérant â la pression la plus élevée est en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel dans lequel on envoie un mélange à une des colonnes où il se sépare en des fluides enrichis en des composants plus volatils et moins volatils caractérisé en ce que la(les) colonne(s) en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel opère à au moins 4,5 bara et/ou a un diamètre d'au moins 4 mètres et/ou en ce que l'appareil de séparation produit comme produit final au moins un fluide ne comprenant pas plus que 98 mol.% de son composant principal. Ainsi des liquides et des gaz contenant plus que 98 mol.% de leur composant principal peuvent être produits mais il y a au moins un produit impur (contenant moins que 98 mol. % de son composant principal). According to another aspect of the invention, there is provided a cryogenic distillation process in a separation apparatus comprising at least one column of which at least the column operating at the highest pressure is made of stainless steel or of steel containing between 8 and 10% nickel in which a mixture is sent to one of the columns where it separates into fluids enriched with more volatile and less volatile components characterized in that the column (s) made of stainless steel or of steel containing between 8 and 10% of nickel operates at at least 4.5 bara and / or has a diameter of at least 4 meters and / or in that the separation apparatus produces as final product at least one fluid not comprising more than 98 mol.% Of its main component. Thus liquids and gases containing more than 98 mol.% Of their main component can be produced but there is at least one impure product (containing less than 98 mol.% Of its main component).

Selon d'autres aspects facultatifs de l'invention - l'appareil de séparation est un appareil de séparation d'air qui produit au moins comme produits finaux gazeux riches en oxygène des fluides ne comprenant pas plus que 98 mol.-% d'oxygène, éventuellement 95mol.-% d'oxygène, éventuellement 85mol-% d'oxygène. Des liquides plus riches en oxygène, par exemple contenant au moins 99 mol % d'oxygène, peuvent être produits simultanément. According to other optional aspects of the invention - the separation apparatus is an air separation apparatus which produces at least as gaseous oxygen-rich end products fluids comprising not more than 98 mol .-% oxygen , possibly 95mol .-% oxygen, possibly 85mol-% oxygen. Liquids richer in oxygen, for example containing at least 99 mol% of oxygen, can be produced simultaneously.

-l'appareil de séparation est un appareil de séparation d'air qui ne produit comme produits finaux gazeux riches en oxygène que des fluides ne comprenant pas plus que 98 mol.-% d'oxygène, éventuellement 95mol.-% d'oxygène, éventuellement 85mol-% d'oxygène. Des liquides plus riches en oxygène, par exemple contenant au moins 99 mol % d'oxygène, peuvent être produits simultanément. the separation apparatus is an air separation apparatus which produces as final oxygen-rich gaseous products only fluids comprising not more than 98 mol .-% oxygen, possibly 95mol .-% oxygen, possibly 85mol-% oxygen. Liquids richer in oxygen, for example containing at least 99 mol% of oxygen, can be produced simultaneously.

- l'appareil de séparation comprend une colonne haute pression reliée thermiquement avec au moins une colonne basse pression et éventuellement une colonne opérant à pression intermédiaire entre les haute et basse pressions. - The separation device comprises a high pressure column thermally connected with at least one low pressure column and possibly a column operating at intermediate pressure between the high and low pressures.

- l'appareil de séparation est un appareil de séparation d'air qui produit au moins comme produits finaux gazeux riches en azote des fluides comprenant plus de 1 ppm d'oxygène, éventuellement 5 ppm d'oxygène, éventuellement 10ppm d'oxygène. Des liquides plus riches en azote que ce produit gazeux, par exemple contenant moins que 1 ppm d'oxygène peuvent être produits simultanément. - The separation device is an air separation device which produces at least as gaseous nitrogen-rich end products fluids comprising more than 1 ppm of oxygen, possibly 5 ppm of oxygen, optionally 10 ppm of oxygen. Liquids richer in nitrogen than this gaseous product, for example containing less than 1 ppm of oxygen can be produced simultaneously.

- l'appareil de séparation est un appareil de séparation d'air qui ne produit comme produits finaux gazeux riches en azote que des fluides comprenant plus de 1 ppm d'oxygène, éventuellement 5 ppm d'oxygène, éventuellement 10ppm d'oxygène. Des liquides plus riches en azote que ce produit gazeux, par exemple contenant moins que 1 ppm d'oxygène peuvent être produits simultanément. - le procédé permet de séparer de l'air épuré ou un mélange comprenant au moins 1% d'azote et/ou au moins 1% de monoxyde de carbone et/ou au moins 1 % d'hydrogène et/ou au moins 1 lo d'hydrocarbures. the separation apparatus is an air separation apparatus which produces as gaseous nitrogen-rich end products only fluids comprising more than 1 ppm of oxygen, possibly 5 ppm of oxygen, possibly 10 ppm of oxygen. Liquids richer in nitrogen than this gaseous product, for example containing less than 1 ppm of oxygen can be produced simultaneously. the process makes it possible to separate purified air or a mixture comprising at least 1% of nitrogen and / or at least 1% of carbon monoxide and / or at least 1% of hydrogen and / or at least 1 lo of hydrocarbons.

- la (les) colonne(s) en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel est (sont) la colonne haute, intermédiaire ou basse pression d'une double colonne ou triple colonne ou la colonne de mélange d'un appareil de séparation d'air. - the column (s) made of stainless steel or steel containing between 8 and 10% of nickel is (are) the high, intermediate or low pressure column of a double column or triple column or the mixing column of an air separation device.

- la colonne ou au moins une des colonnes en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel est une colonne basse pression ou une colonne de mélange d'une double ou triple colonne et l'appareil produit de l'oxygène gazeux ayant une pureté maximale de 90mo1.-%, éventuellement 85% molaires d'oxygène soutiré de la colonne basse pression ou la colonne de mélange. - the column or at least one of the stainless steel or steel columns containing between 8 and 10% of nickel is a low pressure column or a mixing column of a double or triple column and the device produces gaseous oxygen having a maximum purity of 90mo1 .-%, possibly 85 mol% of oxygen withdrawn from the low pressure column or the mixing column.

- la colonne ou au moins une des colonnes en acier inoxydable ou contenant entre 8 et 10% de nickel est alimentée par de l'air épuré et/ou un mélange enrichi en azote et/ou oxygène et/ou argon. - The column or at least one of the columns in stainless steel or containing between 8 and 10% of nickel is supplied with purified air and / or a mixture enriched in nitrogen and / or oxygen and / or argon.

- la colonne ou au moins une des colonnes en acier inoxydable ou contenant entre 8 et 10% de nickel opère à une pression au-dessus de 7,5 bars, éventuellement au-dessus de 10 bars, éventuellement au-dessus de 12 bars, éventuellement au-dessus de 14 bars. the column or at least one of the columns made of stainless steel or containing between 8 and 10% of nickel operates at a pressure above 7.5 bars, optionally above 10 bars, optionally above 12 bars, possibly above 14 bars.

L'acier inoxydable est du type 4307 ou 4306 ou 304L et l'acier contenant entre 8 et 10% de nickel contient de préférence 9% de nickel (type A353). Typiquement pour une virole de colonne en acier inoxydable, pour une pression de fonctionnement de 5 bara et un diamètre de 5m, en suivant le code ASME, une épaisseur de l'ordre de 12 mm en acier inoxydable est nécessaire, pour une pression de fonctionnement de 12 bara et un diamètre de 5m, avec le même code une épaisseur de l'ordre de 30 mm en acier inoxydable est nécessaire et pour une pression de fonctionnement de 15 bara et un diamètre de 5m une épaisseur de l'ordre de 40 mm en acier inoxydable est nécessaire. The stainless steel is of the 4307 or 4306 or 304L type and the steel containing between 8 and 10% of nickel preferably contains 9% of nickel (type A353). Typically for a stainless steel column ferrule, for an operating pressure of 5 bara and a diameter of 5m, following the ASME code, a thickness of the order of 12 mm in stainless steel is necessary, for an operating pressure of 12 bara and a diameter of 5m, with the same code a thickness of around 30 mm in stainless steel is necessary and for an operating pressure of 15 bara and a diameter of 5m a thickness of around 40 mm stainless steel is required.

Un exemple de ce genre de procédé sera maintenant décrit. An example of this kind of process will now be described.

Dans un appareil de distillation d'air .selon l'invention l'air se sépare dans une double colonne comprenant une colonne haute pression opérant à 15 bava et une colonne basse pression opérant à 5 bara. Chaque colonne comprend une virole en acier inoxydable d'un diamètre de l'ordre de 5m. La virole de la colonne haute pression a une épaisseur de 40mm et la virole de la colonne basse pression a une épaisseur de 12mm. La colonne basse pression contient 40 plateaux théoriques sous forme de garnissages structurés. In an air distillation apparatus, according to the invention, the air is separated in a double column comprising a high pressure column operating at 15 bava and a low pressure column operating at 5 bara. Each column includes a stainless steel ferrule with a diameter of around 5m. The ferrule of the high pressure column has a thickness of 40mm and the ferrule of the low pressure column has a thickness of 12mm. The low pressure column contains 40 theoretical plates in the form of structured packings.

Les colonnes contiennent des garnissages structurés en aluminium ou en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel ou en cuivre. The columns contain packings structured in aluminum or stainless steel or in steel containing between 8 and 10% of nickel or copper.

Les ou certaines tuyauteries reliant les colonnes, par exemple pour transférer le liquide riche et le liquide pauvre de la colonne haute pression à la colonne basse pression sont en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel. The or certain pipes connecting the columns, for example for transferring the rich liquid and the lean liquid from the high pressure column to the low pressure column are made of stainless steel or of steel containing between 8 and 10% of nickel.

L'appareil produit un débit d'oxygène gazeux comprenant au plus 98% molaires d'oxygène en cuve de la colonne basse pression. Aucun gaz ou liquide plus pur en oxygène n'est produit par l'appareil. The device produces a flow of gaseous oxygen comprising at most 98 mol% of oxygen in the bottom of the low pressure column. No gas or liquid purer in oxygen is produced by the device.

L'appareil produit également comme gaz le plus pur en azote un débit de gaz comprenant 98% molaires d'azote, ou de préférence 95 mol. lo d'azote . Alternativement, dans la double colonne décrite ci-dessus la colonne haute pression peut par exemple avoir une virole en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel et la colonne basse pression peut avoir une virole en aluminium. The apparatus also produces, as the purest nitrogen gas, a gas flow comprising 98 mol% of nitrogen, or preferably 95 mol. lo of nitrogen. Alternatively, in the double column described above, the high pressure column can for example have a stainless steel or steel ferrule containing between 8 and 10% of nickel and the low pressure column can have an aluminum ferrule.

Les deux colonnes peuvent être placées cote à cote comme décrit dans la demande de brevet française S4531(Francine- merci de remplacer par le no de publication) et non pas l'une au-dessus de l'autre. The two columns can be placed side by side as described in French patent application S4531 (Francine - please replace with the publication number) and not one above the other.

Evidemment les colonnes de distillation opérant en dessous de 4,5 bar et/ou ayant un diamètre en dessous de 5m peuvent avoir des viroles en acier inoxydable ou contenant 9% de nickel de plus faible épaisseur qu'avec de l'aluminium et peuvent produire des produits finaux riches en oxygène, azote ou argon..  Obviously the distillation columns operating below 4.5 bar and / or having a diameter below 5m can have ferrules made of stainless steel or containing 9% of nickel thinner than with aluminum and can produce end products rich in oxygen, nitrogen or argon.

Dans une triple colonne comme décrit dans EP-A-0538118 de Ha, il y a une colonne haute pression, une colonne opérant à une pression entre les hautes et basse pressions et une colonne basse pression. Toutes ces colonnes peuvent opérer à une pression au-dessus de 4,5 bar avec un diamètre supérieur à 5m. In a triple column as described in EP-A-0538118 to Ha, there is a high pressure column, a column operating at a pressure between high and low pressures and a low pressure column. All these columns can operate at a pressure above 4.5 bar with a diameter greater than 5m.

S'il faut choisir lesquelles des colonnes auront une virole en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel, contenant de préférence 9% de nickel, on privilégiera les colonnes haute pression et moyenne pression, éventuellement en plaçant ces colonnes à coté de la colonne basse pression. Eventuellement juste la colonne haute pression ou la colonne moyenne pression aura une virole en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel. If it is necessary to choose which of the columns will have a ferrule made of stainless steel or of steel containing between 8 and 10% of nickel, preferably containing 9% of nickel, we will favor the high pressure and medium pressure columns, possibly by placing these columns at side of the low pressure column. Optionally just the high pressure column or the medium pressure column will have a stainless steel or steel ferrule containing between 8 and 10% nickel.

De même, dans une installation comprenant une double colonne et une colonne de mélange opérant à une pression bien plus élevée que la colonne haute pression de la double colonne, la colonne de mélange sera en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel de préférence contenant 9% de nickel et les autres colonnes pourraient être en acier de même types.Similarly, in an installation comprising a double column and a mixing column operating at a much higher pressure than the high pressure column of the double column, the mixing column will be made of stainless steel or of steel containing between 8 and 10% of preferably nickel containing 9% nickel and the other columns could be of the same type of steel.

Claims (1)

<U>Revendications</U> 1 . Appareil de distillation cryogénique comprenant au moins deux colonnes dont au moins une première colonne qui est celle ou une de celles conçue(s) pour opérer à la pression la plus élevée a une virole en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel, des moyens pour envoyer un mélange à séparer à une des colonnes, éventuellement la première colonne, et des moyens pour soutirer des fluides, enrichis en une composante du mélange, d'une des colonnes caractérisé en ce que la première colonne est conçue pour supporter des pressions supérieures à 4,5 bar et/ou en ce que le diamètre de la colonne est supérieur â 4 mètres. 2. Appareil selon la revendication 1 dans lequel la (les) colonne(s) conçue(s) pour opérer à la pression la plus basse contient moins de 80 plateaux théoriques. 3. Appareil de distillation cryogénique comprenant une seule colonne ayant une virole en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel, des moyens pour envoyer un mélange à la colonne et des moyens pour soutirer des fluides enrichis en une composante du mélange de la colonne caractérisé en ce que la colonne est conçue pour supporter des pressions supérieures à 4,5 bar et/ou en ce que le diamètre de la colonne est supérieur à 4 mètres. 4. Appareil selon la revendication 3 dans lequel la colonne contient moins de 80 plateaux théoriques. 5. Appareil selon l'une des revendications précédentes dans lequel la colonne conçue pour opérer à la pression la plus basse contient moins de 60 plateaux théoriques. 6. Appareil selon la revendication 5 dans lequel la colonne conçue pour opérer à la pression la plus basse contient moins de 50 plateaux théoriques. 7. Appareil selon la revendication 6 dans lequel la colonne conçue pour opérer à la pression la plus basse contient moins de 40 plateaux théoriques. 8. Appareil selon la revendication 1 comprenant au moins une autre colonne avec une virole en aluminium ou en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel. 9. Appareil selon l'une des revendications précédentes dans lequel le diamètre d'une colonnes ayant une virole en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel est supérieur à 5 m, éventuellement à 6m. 10. Procédé de distillation cryogénique dans un appareil de séparation comprenant au moins une colonne dont au moins la colonne opérant à la pression la plus élevée est en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel dans lequel on envoie un mélange à une des colonnes où il se sépare en des fluides enrichis en des composants plus volatils et moins volatils caractérisé en ce que la(les) colonne(s) en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel opère à au moins 4,5 bara et/ou a un diamètre d'au moins 4 mètres et/ou en ce que l'appareil de séparation produit comme produit final au moins un fluide ne comprenant pas plus que 98mol.% de son composant principal. 11. Procédé selon la revendication 10 dans lequel l'appareil de séparation est un appareil de séparation d'air qui produit au moins comme produits finaux gazeux riches en oxygène des fluides ne comprenant pas plus que 98 mol.-% d'oxygène, éventuellement 95mol.-% d'oxygène, éventuellement 85mol-% d'oxygène. 12. Procédé selon la revendication 11 dans lequel l'appareil de séparation est un appareil de séparation d'air qui ne produit comme produits finaux gazeux riches en oxygène que des fluides ne comprenant pas plus que 98 mol.-% d'oxygène, éventuellement 95mo1.-% d'oxygène, éventuellement 85mol-% d'oxygène. 13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12 dans lequel l'appareil de séparation comprend une colonne haute pression reliée thermiquement avec au moins une colonne basse pression et éventuellement une colonne opérant à pression intermédiaire entre les haute et basse pressions. 14. Procédé selon la revendication 10 à 13 dans lequel l'appareil de séparation est un appareil de séparation d'air qui produit au moins comme produits finaux gazeux riches en azote des fluides comprenant plus de 1 ppm d'oxygène, éventuellement 5 ppm d'oxygène, éventuellement 10ppm d'oxygène. 15. Procédé selon la revendication 14 dans lequel l'appareil de séparation est un appareil de séparation d'air qui ne produit comme produits finaux gazeux riches en azote que des fluides comprenant plus de 1 ppm d'oxygène, éventuellement 5 ppm d'oxygène, éventuellement 10ppm d'oxygène. 16. Procédé de distillation cryogénique d'air épuré ou d'un mélange comprenant au moins 1 % d'azote et/ou au moins 1 % de monoxyde de carbone et/ou au moins 1 % d'hydrogène et/ou au moins 1 % d'hydrocarbures selon l'une des revendications 10 à 15. 17. Procédé selon la revendication 16 dans lequel la (les) colonne(s) en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel est (sont) la colonne haute, intermédiaire ou basse pression d'une double colonne ou triple colonne ou la colonne de mélange d'un appareil de séparation d'air. 18. Procédé selon la revendication 17 dans lequel la colonne en acier inoxydable ou en acier contenant entre 8 et 10% de nickel est une colonne basse pression ou une colonne de mélange d'une double ou triple colonne et l'appareil produit de l'oxygène gazeux ayant une pureté maximale de 90mo1.-%, éventuellement 85% molaires d'oxygène soutiré sous forme gazeuse et/ou sous forme liquide, et ensuite vaporisé, de la colonne basse pression ou la colonne de mélange. 19. Procédé selon une des revendications 16 à 18 dans lequel la colonne en acier inoxydable ou contenant entre 8 et 10% de nickel est alimentée par de l'air épuré et/ou un mélange enrichi en azote et/ou oxygène et/ou argon. 20. Procédé selon une des revendications 10 à 19 dans lequel la colonne en acier inoxydable ou contenant entre 8 et 10% de nickel opère à une pression au-dessus de 7,5 bars, éventuellement au-dessus de 10 bars, éventuellement au-dessus de 12 bars, éventuellement au-dessus de 14 bars.<U> Claims </U> 1. Cryogenic distillation apparatus comprising at least two columns including at least one first column which is that or one of those designed to operate at the highest pressure has a ferrule made of stainless steel or steel containing between 8 and 10% of nickel, means for sending a mixture to be separated to one of the columns, possibly the first column, and means for withdrawing fluids, enriched in a component of the mixture, from one of the columns characterized in that the first column is designed to withstand pressures greater than 4.5 bar and / or in that the diameter of the column is greater than 4 meters. 2. Apparatus according to claim 1 wherein the column (s) designed to operate at the lowest pressure contains less than 80 theoretical plates. 3. Cryogenic distillation apparatus comprising a single column having a stainless steel or steel ferrule containing between 8 and 10% nickel, means for sending a mixture to the column and means for withdrawing fluids enriched in a component of the mixture of the column characterized in that the column is designed to withstand pressures greater than 4.5 bar and / or in that the diameter of the column is greater than 4 meters. 4. Apparatus according to claim 3 wherein the column contains less than 80 theoretical plates. 5. Apparatus according to one of the preceding claims wherein the column designed to operate at the lowest pressure contains less than 60 theoretical plates. 6. Apparatus according to claim 5 wherein the column designed to operate at the lowest pressure contains less than 50 theoretical plates. 7. Apparatus according to claim 6 wherein the column designed to operate at the lowest pressure contains less than 40 theoretical plates. 8. Apparatus according to claim 1 comprising at least one other column with an aluminum ferrule or stainless steel or steel containing between 8 and 10% nickel. 9. Apparatus according to one of the preceding claims in which the diameter of a column having a ferrule made of stainless steel or steel containing between 8 and 10% of nickel is greater than 5 m, possibly 6 m. 10. A method of cryogenic distillation in a separation apparatus comprising at least one column, at least the column of which operates at the highest pressure, is made of stainless steel or of steel containing between 8 and 10% nickel, in which a mixture is sent to one of the columns where it separates into fluids enriched in more volatile and less volatile components characterized in that the column (s) made of stainless steel or steel containing between 8 and 10% of nickel operates at least 4 , 5 bara and / or has a diameter of at least 4 meters and / or in that the separation apparatus produces as final product at least one fluid comprising not more than 98mol.% Of its main component. 11. The method of claim 10 wherein the separation apparatus is an air separation apparatus which produces at least as gaseous end products rich in oxygen from fluids comprising not more than 98 mol .-% oxygen, optionally 95mol .-% oxygen, possibly 85mol-% oxygen. 12. The method of claim 11 wherein the separation apparatus is an air separation apparatus which produces as end products gaseous oxygen-rich only fluids comprising not more than 98 mol .-% oxygen, optionally 95mo1 .-% oxygen, possibly 85mol-% oxygen. 13. Method according to one of claims 10 to 12 wherein the separation apparatus comprises a high pressure column thermally connected with at least one low pressure column and optionally a column operating at intermediate pressure between high and low pressures. 14. The method of claim 10 to 13 wherein the separation apparatus is an air separation apparatus which produces at least as gaseous nitrogen-rich end products fluids comprising more than 1 ppm oxygen, optionally 5 ppm d oxygen, possibly 10 ppm oxygen. 15. The method of claim 14 wherein the separation apparatus is an air separation apparatus which produces as gaseous nitrogen-rich end products only fluids comprising more than 1 ppm of oxygen, optionally 5 ppm of oxygen , possibly 10 ppm oxygen. 16. Process for the cryogenic distillation of purified air or of a mixture comprising at least 1% of nitrogen and / or at least 1% of carbon monoxide and / or at least 1% of hydrogen and / or at least 1 % of hydrocarbons according to one of claims 10 to 15. 17. Method according to claim 16 in which the column (s) made of stainless steel or steel containing between 8 and 10% of nickel is (are) the high, intermediate or low pressure column of a double column or triple column or the mixing column of an air separation device. 18. The method of claim 17 wherein the stainless steel or steel column containing between 8 and 10% nickel is a low pressure column or a mixing column of a double or triple column and the apparatus produces oxygen gas having a maximum purity of 90mo1 .-%, possibly 85 mol% of oxygen withdrawn in gaseous form and / or in liquid form, and then vaporized, from the low pressure column or the mixing column. 19. Method according to one of claims 16 to 18 in which the column made of stainless steel or containing between 8 and 10% of nickel is supplied with purified air and / or a mixture enriched in nitrogen and / or oxygen and / or argon . 20. Method according to one of claims 10 to 19 wherein the column made of stainless steel or containing between 8 and 10% of nickel operates at a pressure above 7.5 bars, optionally above 10 bars, optionally above above 12 bars, possibly above 14 bars.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2875588B1 (en) * 2004-09-21 2007-04-27 Air Liquide AIR SEPARATION METHOD BY CRYOGENIC DISTILLATION
FR2928990A1 (en) * 2008-03-20 2009-09-25 Air Liquide Cryogenic fluid enclosure for cryogenic distillation apparatus, has medium and low pressure columns including respective walls that are contacted with fluid and are made of steel containing specific percentage of nickel and chromium

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4776900A (en) * 1984-11-26 1988-10-11 Nippon Steel Corporation Process for producing nickel steels with high crack-arresting capability
FR2676371A1 (en) * 1991-05-17 1992-11-20 Air Liquide Air distillation column with crossed-undulated packing
FR2692663A1 (en) * 1992-06-17 1993-12-24 Air Liquide A method of constructing a cryogenic gas separation unit, cryogenic unit, subassembly and transportable assembly for the construction of such a unit.
WO1998028758A1 (en) * 1996-12-20 1998-07-02 Vacuumschmelze Gmbh Process for manufacturing tape wound core strips and inductive component with a tape wound core
WO1999032837A1 (en) * 1997-12-19 1999-07-01 Exxonmobil Upstream Research Company Process components, containers, and pipes suitable for containing and transporting cryogenic temperature fluids

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4776900A (en) * 1984-11-26 1988-10-11 Nippon Steel Corporation Process for producing nickel steels with high crack-arresting capability
FR2676371A1 (en) * 1991-05-17 1992-11-20 Air Liquide Air distillation column with crossed-undulated packing
FR2692663A1 (en) * 1992-06-17 1993-12-24 Air Liquide A method of constructing a cryogenic gas separation unit, cryogenic unit, subassembly and transportable assembly for the construction of such a unit.
WO1998028758A1 (en) * 1996-12-20 1998-07-02 Vacuumschmelze Gmbh Process for manufacturing tape wound core strips and inductive component with a tape wound core
WO1999032837A1 (en) * 1997-12-19 1999-07-01 Exxonmobil Upstream Research Company Process components, containers, and pipes suitable for containing and transporting cryogenic temperature fluids

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